CN113932882B - 高精度光电液位传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光电液位传感器的技术领域，公开了高精度光电液位传感器，包括检测被测液液位的透明锥体镜头、向透明锥体镜头内发射光线的光线发射器、接收透明锥体镜头反射回来的光线的光线接收器以及转动布置的滚轴；透明锥体镜头具有朝下布置的锥尖部，滚轴布置在锥尖部的下方，滚轴的中部设有环形抵接槽，环形抵接槽沿着滚轴的周向封闭环绕布置，锥尖部的底部嵌入环形抵接槽，且抵接着环形抵接槽的底部；通过在透明锥体镜头的下方设置滚轴，滚轴中部的环形抵接槽与锥尖部抵接，破坏了锥尖部水珠的表面张力，使水珠不易粘附于锥尖部的表面，从而可以将锥尖部的水珠快速消除，保证了光线接收器对光信号的正常接收，提高了检测灵敏度和精度。

Description

高精度光电液位传感器
技术领域
本发明专利涉及光电液位传感器领域，具体而言，涉及高精度光电液位传感器。
背景技术
光电液位传感器是利用光在两种不同介质界面会发生反射折射的原理，来判断被测液的液位，其具有结构简单、定位精度高，没有机械部件，不需调试，灵敏度高以及耐腐蚀、耗电少、体积小等诸多优点，还具有耐高温、耐高压、耐强腐蚀，化学性质稳定，对被测液影响小等特征，因此得到广泛应用。
光电液位传感器具有透明锥体镜头、光线发射器以及光线接收器，当被测液浸没透明锥体镜头时，光线发射器发出的光线将产生折射进入被测液，透明锥体镜头反射回去的光线减少，光线接收器接收到的光信号减少，以此来判断被测液的液位。
现有技术中，当光电液位传感器的透明锥体镜头朝下布置时，漫过透明锥体镜头的被测液的液位下降后，由于液体的表面张力作用，被测液会在透明锥体镜头的锥尖部上形成水珠，部分光线会经过水珠折射出去，造成光线接收器接收到的光信号有所减小，引起检测误差，从而影响了光电液位传感器的检测精度和灵敏度。
发明内容
本发明的目的在于提供高精度光电液位传感器，旨在解决现有技术中，水珠在传感器的锥尖部集结导致检测精度低的问题。
本发明是这样实现的，高精度光电液位传感器，包括检测被测液液位的透明锥体镜头、向透明锥体镜头内发射光线的光线发射器、接收透明锥体镜头反射回来的光线的光线接收器以及转动布置的滚轴；所述透明锥体镜头具有朝下布置的锥尖部，所述滚轴布置在所述锥尖部的下方，所述滚轴的中部设有环形抵接槽，所述环形抵接槽沿着滚轴的周向封闭环绕布置，所述锥尖部的底部嵌入所述环形抵接槽，且抵接着环形抵接槽的底部。
进一步地，所述环形抵接槽具有朝外布置的槽开口，所述槽开口的两侧分别具有环形侧边缘，两个所述环形侧边缘分别抵接着所述锥尖部的外侧壁。
进一步地，所述滚轴具有位于环形抵接槽两侧外的延伸段，所述延伸段上设有导水槽，所述导水槽的内端贯通至所述环形抵接槽，并在所述环形抵接槽的侧壁形成导水口，所述导水槽的外端贯通所述延伸段的端部。
进一步地，所述导水槽呈弯曲状布置，且沿着导水槽自内而外的延伸方向，所述导水槽的深度逐渐加深。
进一步地，所述延伸段上设有多个间隔布置的导水槽，多个所述导水槽之间弯曲方向相同，弯曲角度相异。
进一步地，所述滚轴的前后两侧的中部分别凸设有承接由锥尖部落下的水珠的承重片，两个所述承重片以滚轴的中轴线呈对称布置，所述承重片横跨过所述环形抵接槽的槽开口；当两个所述承重片上承接的重量差大于设定值时，所述滚轴转动。
进一步地，所述承重片的内端与所述滚轴固定连接，沿着承重片自内而外的方向，所述承重片的外端朝下倾斜布置；所述承重片具有朝上布置且承接由锥尖部落下的水珠的承接面，所述承接面凸设有多个凸起结构。
进一步地，所述高精度光电液位传感器包括筒体，所述筒体具有内部空腔，所述光线发射器和光线接收器固定在所述空腔内；所述筒体的底部具有连通所述空腔的底部开口，所述透明锥体镜头以及所述滚轴分别位于所述开口的上方。
进一步地，所述筒体的侧壁中设有浸液透气孔，所述浸液透气孔贯穿所述筒体的侧壁，所述透明锥体镜头通过所述浸液透气孔与所述筒体的外部连通。
进一步地，所述浸液透气孔呈纵向长条状，所述浸液透气孔的下部形成供所述滚轴的端部穿设的穿设段，所述浸液透气孔的上部空置布置，形成空置段，所述透明锥体镜头的锥尖部位于所述穿设段的上方，并与所述空置段正对布置。
与现有技术相比，本发明提供的高精度光电液位传感器，当漫过透明锥体镜头的被测液的液位下降后，由于液体的表面张力作用，被测液会在透明锥体镜头的朝下的锥尖部形成水珠，影响光线的反射，从而影响检测的准确度，而通过在透明锥体镜头的下方设置滚轴，滚轴中部的环形抵接槽与透明锥体镜头的锥尖部抵接，破坏了锥尖部水珠的表面张力，使水珠不易粘附于锥尖部的表面，从而可以将锥尖部的水珠快速消除，保证了光线接收器对光信号的正常接收，提高了检测灵敏度和精度，降低检测误差。
附图说明
图1是本发明提供的透明锥体镜头与滚轴的剖切结构示意图；
图2是本发明提供的透明锥体镜头与滚轴的主视示意图；
图3是本发明提供的滚轴的俯视示意图；
图4是本发明提供的滚轴与承重片的侧视示意图；
图5是本发明提供的高精度光电液位传感器的剖切结构示意图；
图6是本发明提供的高精度光电液位传感器主视示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参照图1-6所示，为本发明提供的较佳实施例。
高精度光电液位传感器，包括检测被测液液位的透明锥体镜头300、向透明锥体镜头300内发射光线的光线发射器100、接收透明锥体镜头300反射回来的光线的光线接收器200以及转动布置的滚轴400；透明锥体镜头300具有朝下布置的锥尖部301，滚轴400布置在锥尖部301的下方，滚轴400的中部设有环形抵接槽401，环形抵接槽401沿着滚轴400的周向封闭环绕布置，锥尖部301的底部嵌入环形抵接槽401，且抵接着环形抵接槽401的底部。
这样，当漫过透明锥体镜头300的被测液的液位下降后，由于液体的表面张力作用，被测液会在透明锥体镜头300的朝下的锥尖部301形成水珠，影响光线的反射，从而影响检测的准确度，而通过在透明锥体镜头300的下方设置滚轴400，滚轴400中部的环形抵接槽401与透明锥体镜头300的锥尖部301抵接，破坏了锥尖部301水珠的表面张力，使水珠不易粘附于锥尖部301的表面，从而可以将锥尖部301的水珠快速消除，保证了光线接收器200对光信号的正常接收，提高了检测灵敏度和精度，降低检测误差。
环形抵接槽401具有朝外布置的槽开口，槽开口的两侧分别具有环形侧边缘，两个环形侧边缘分别抵接着锥尖部301的外侧壁，这样，可以增加锥尖部301与环形抵接槽401的接触面积，进而更好地破坏水珠的表面张力，使水珠更不易粘附在锥尖部301。
滚轴400具有延伸段402，延伸段402位于环形抵接槽401两侧外，延伸段402上设有导水槽403，导水槽403的内端贯通至环形抵接槽401，并在环形抵接槽401的侧壁形成导水口，导水槽403的外端贯通延伸段402的端部；这样，由于延伸段402上设有导水槽403，导水槽403的导水口与环形抵接槽401连通，当锥尖部301的水珠流落环形抵接槽401，水珠可以通过导水口沿着导水槽403流走，避免水珠在环形抵接槽401处聚集。
导水槽403呈弯曲状布置，且沿着导水槽403自内而外的延伸方向，导水槽403的深度逐渐加深，这样，在重力作用下，水珠可以沿着导水槽403快速流出。
延伸段402上设有多个间隔布置的导水槽403，多个导水槽403之间弯曲方向相同，弯曲角度相异，这样，流落环形抵接槽401内的水珠可以沿着多个导水槽403流出，加快水珠消除的速度。
滚轴400的前后两侧的中部分别凸设有承重片404，承重片404用来承接由锥尖部301落下的水珠，两个承重片404以滚轴400的中轴线呈对称布置，承重片404横跨过环形抵接槽401的槽开口；当两个承重片404上承接的重量差大于设定值时，滚轴400转动；这样，当水珠流落到承重片404上，如果两边承重片404的水珠重量不一样，滚轴400前后两侧受力不均会发生轻微转动，从而可以有效破坏锥尖部301水珠的表面张力，使锥尖部301的水珠快速消除，提高检测精度。
承重片404的内端与滚轴400固定连接，沿着承重片404自内而外的方向，承重片404的外端朝下倾斜布置；承重片404具有承接面，承接面朝上布置且承接由锥尖部301落下的水珠，承接面凸设有多个凸起结构4041；这样，当水珠流落到承重片404上，对承重片404产生向下的冲击力，同时由于承接面设有凸起结构4041，使水珠短暂停留，若两边承重片404的水珠重量不一样，滚轴400前后两侧受力不均而发生轻微转动，从而可以有效破坏锥尖部301水珠的表面张力，使锥尖部301的水珠快速消除，提高检测精度。
高精度光电液位传感器包括筒体500，筒体500具有内部空腔，光线发射器100和光线接收器200密封固定在空腔内；筒体500的底部具有连通空腔的底部开口，透明锥体镜头300和滚轴400分别位于开口的上方；筒体500具有物理保护作用，防止被测液渗进光线发射器100和光线接收器200，保证光线发射器100和光线接收器200正常工作，避免检测失灵。
筒体500的侧壁中设有浸液透气孔501，浸液透气孔501贯穿筒体500的侧壁，透明锥体镜头300通过浸液透气孔501与筒体500的外部连通；当漫过透明锥体镜头300的被测液的液位下降时，筒体500内的被测液也可以从浸液透气孔501快速流出，同时通过浸液透气孔501，可以清楚地观测到透明锥体镜头300水珠的情况，光线反射的情况，以及滚轴400与透明锥体镜头300的抵接情况，便于后续的检修工作。
浸液透气孔501呈纵向长条状，浸液透气孔501的下部形成供滚轴400的端部穿设的穿设段，浸液透气孔501的上部空置布置，形成空置段，透明锥体镜头300的锥尖部301位于穿设段的上方，并与空置段正对布置；滚轴400直接穿设在浸液透气孔501的下部，结构简单，便于拆装，同时通过浸液透气孔501，可以清楚地观测到滚轴400与锥尖部301的抵接情况，便于后续的检修工作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.高精度光电液位传感器，其特征在于，包括检测被测液液位的透明锥体镜头、向透明锥体镜头内发射光线的光线发射器、接收透明锥体镜头反射回来的光线的光线接收器以及转动布置的滚轴；所述透明锥体镜头具有朝下布置的锥尖部，所述滚轴布置在所述锥尖部的下方，所述滚轴的中部设有环形抵接槽，所述环形抵接槽沿着滚轴的周向封闭环绕布置，所述锥尖部的底部嵌入所述环形抵接槽，且抵接着所述环形抵接槽的底部。
2.如权利要求1所述的高精度光电液位传感器，其特征在于，所述环形抵接槽具有朝外布置的槽开口，所述槽开口的两侧分别具有环形侧边缘，两个所述环形侧边缘分别抵接着所述锥尖部的外侧壁。
3.如权利要求1或2所述的高精度光电液位传感器，其特征在于，所述滚轴具有位于环形抵接槽两侧外的延伸段，所述延伸段上设有导水槽，所述导水槽的内端贯通至所述环形抵接槽，并在所述环形抵接槽的侧壁形成导水口，所述导水槽的外端贯通所述延伸段的端部。
4.如权利要求3所述的高精度光电液位传感器，其特征在于，所述导水槽呈弯曲状布置，且沿着导水槽自内而外的延伸方向，所述导水槽的深度逐渐加深。
5.如权利要求4所述的高精度光电液位传感器，其特征在于，所述延伸段上设有多个间隔布置的导水槽，多个所述导水槽之间弯曲方向相同，弯曲角度相异。
6.如权利要求2所述的高精度光电液位传感器，其特征在于，所述滚轴的前后两侧的中部分别凸设有承接由锥尖部落下的水珠的承重片，两个所述承重片以滚轴的中轴线呈对称布置，所述承重片横跨过所述环形抵接槽的槽开口；当两个所述承重片上承接的重量差大于设定值时，所述滚轴转动。
7.如权利要求6所述的高精度光电液位传感器，其特征在于，所述承重片的内端与所述滚轴固定连接，沿着承重片自内而外的方向，所述承重片的外端朝下倾斜布置；所述承重片具有朝上布置且承接由锥尖部落下的水珠的承接面，所述承接面凸设有多个凸起结构。
8.如权利要求1或2所述的高精度光电液位传感器，其特征在于，所述高精度光电液位传感器包括筒体，所述筒体具有内部空腔，所述光线发射器和光线接收器固定在所述空腔内；所述筒体的底部具有连通所述空腔的底部开口，所述透明锥体镜头以及滚轴分别位于所述开口的上方。
9.如权利要求8所述的高精度光电液位传感器，其特征在于，所述筒体的侧壁中设有浸液透气孔，所述浸液透气孔贯穿所述筒体的侧壁，所述透明锥体镜头通过所述浸液透气孔与所述筒体的外部连通。
10.如权利要求9所述的高精度光电液位传感器，其特征在于，所述浸液透气孔呈纵向长条状，所述浸液透气孔的下部形成供所述滚轴的端部穿设的穿设段，所述浸液透气孔的上部空置布置，形成空置段，所述透明锥体镜头的锥尖部位于所述穿设段的上方，并与所述空置段正对布置。
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